一种连续式碳纤维多温区感应加热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开的这种连续式碳纤维多温区感应加热装置，包括炉体、若干段感应线圈、整流电路、若干套串联逆变电路，所述炉体内设有石墨管发热体，所述石墨管发热体内设有碳纤维，若干段感应线圈分别设置在石墨管发热体外，每段感应线圈均与一套串联逆变电路连接，每套串联逆变电路均与整流电路连接。解决了现有技术中石墨管发热体局部过热发生断裂，耗电量大的问题。具有可对石墨管发热体每一段的温度进行单独设定和控制，使用寿命长等优点。

A continuous carbon fiber multi zone induction heating device

The utility model discloses the continuous carbon fiber multi zone induction heating device, which comprises a furnace body, several sections of the induction coil, rectifier circuit, inverter circuit sets, the furnace body is provided with a graphite tube heating element, the heating body of graphite tube with carbon fiber, some induction coil are respectively arranged in the graphite heater each section of pipe, the induction coils are a series inverter circuit is connected, each series inverter circuit are connected with the rectifying circuit. The utility model solves the problem that the local overheating of the graphite tube heater is broken and the power consumption is large in the prior art. The utility model has the advantages that the temperature of each section of the graphite tube heater can be separately set and controlled, and the service life is long.

【技术实现步骤摘要】

本技术属于加热装置
，尤其涉及一种连续式碳纤维多温区感应加热装置。
技术介绍
碳纤维是纤维状的碳材料，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐烧蚀、耐腐蚀，抗糯变、导电、导热、密度低和热膨胀系数小等一系列优异性能，是先进结构复和材料最重要的增强材料，在宇宙飞船、航天飞行器、卫星、军工及高档体育用品方面有着广泛的应用。石墨纤维是由碳纤维在惰性气体的保护下于300℃～3000℃进行石墨化而制得的。在石墨化过程中，碳纤维能进一步脱除5％左右的非碳元素，同时碳原子进行类石墨结构的排列，在微观上由二维乱层石墨结构向三维有序结构转变，晶体尺寸增大，取向度增加，从而使碳纤维的模量提高。影响碳纤维石墨化的关键因素是高温设备和高温热处理技术工艺。其中高温设备石墨化炉尤为关键，超高的温度和稳定的温度分布是制备高性能石墨纤维的基础。在高温设备石墨化炉方面，根据生产方式的不同分间歇式和连续式；根据加热方式的不同分直接加热和间接加热；根据热源的不同又分为电阻炉、感应炉、太阳炉和等离子体技术。在高温热处理技术方面，多种因素影响石墨纤维的微观结构和力学性能，如温度、温度分布、牵伸、催化、压力、石墨化时间、中子辐射、原丝、洁净环境等因素。目前，在工业上普遍采用的石墨化纤维设备多为高温管式石墨化电阻炉，它的特点是：碳纤维从石墨管中穿过，在石墨管两端施加直流电，当电流通过石墨发热体时，石墨发热体作为电阻被加热。由于石墨管的电阻率较低，所以电流高达几千到几万安培，造成低电压大电流加热，与此同时在石墨管的内部形成高温区。由于大电流直流电流难以调节，所以通常通过调节整流电路前的交流变压器的藕合效率来达到控制功率的目的，进而控制加热温度。碳纤维在惰性气体氩气或氮气的保护下在石墨管内被进行高温热处理而发生石墨化形成石墨纤维。在加载电流的同时，石墨管电阻的不均匀性造成发热体局部的过热直到发热体发生断裂，造成发热体石墨管寿命短。该方法的缺点是耗电量大，发热体石墨管寿命短，成本较高。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种连续式碳纤维多温区感应加热装置。解决了现有技术中石墨管发热体局部过热发生断裂，耗电量大的问题。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种连续式碳纤维多温区感应加热装置，包括炉体、若干段感应线圈、整流电路、若干套串联逆变电路，所述炉体内设有石墨管发热体，所述石墨管发热体内设有碳纤维，若干段感应线圈分别设置在石墨管发热体外，每段感应线圈均与一套串联逆变电路连接，每套串联逆变电路均与整流电路连接。优选地，还包括保温管，所述保温管设在石墨管发热体外，若干段感应线圈分别设置在保温管外。进一步优选地，所述炉体和保温管之间设有保温材料。优选地，还包括热偶，石墨管发热体和炉体之间设有若干个测温孔，每个测温孔均与所述热偶连接，热偶和串联逆变电路连接。优选地，所述炉体的两端设有碳纤维进丝口和碳纤维出丝口，所述碳纤维进丝口和碳纤维出丝口均设有迷宫板气封装置。进一步优选地，所述迷宫板气封装置上设有惰性气体进口。优选地，所述感应线圈为螺旋状水冷感应线圈。优选地，若干段感应线圈分别均匀的设置在石墨管发热体外。优选地，所述炉体为不锈钢炉体。本技术具有以下有益效果：本技术提供的这种连续式碳纤维多温区感应加热装置，通过在石墨管发热体外设置若干段感应线圈，每段感应线圈对应一套串联逆变电路，每套串联逆变电路可单独调节功率，从而实现对石墨管发热体每一段的温度进行单独设定和控制。具有石墨管发热体使用寿命长，容易获得生产不同性能石墨纤维所需的条件，工艺合理，自动化程度高，能耗低和适应大规模工业化生产等优点。附图说明图1为本技术提供的这种连续式碳纤维多温区感应加热装置的结构示意图。其中：1为炉体；2为石墨管发热体；3为感应线圈；4为整流电路；5为串联逆变电路；6为碳纤维；7为保温管；8为热偶；9为碳纤维进丝口；10为碳纤维出丝口；11为补偿电容器；12为串联逆变控制电路。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例仅用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。本实施例提供了一种连续式碳纤维多温区感应加热装置，包括炉体1、若干段感应线圈3、整流电路4、若干套串联逆变电路5，所述炉体1内设有石墨管发热体2，所述石墨管发热体2内设有碳纤维6，若干段感应线圈3分别设置在石墨管发热体2外，每段感应线圈3均与一套串联逆变电路5连接，每套串联逆变电路5均与整流电路4连接。优选地，若干段感应线圈3分别均匀的设置在石墨管发热体2外。在这里，整流电路4由断路器、整流变压器、整流二极管、快速熔断器、滤波装置、电流指示仪表等组成，其主要特点是输入电流波形失真及电流谐波成分小，对电网污染小，功率因数高。用于将工频交流转变为所需要的直流电，从而为串联逆变电路5供电。每个串联逆变电路5由逆变开关器件、补偿电容器11、电压、电流互感器以及串联逆变控制电路12等组成。其采用调频调功的方式，使得每个串联逆变电路5都可以单独调功。每段感应线圈3对应一套串联逆变电路5，可以对每段感应线圈3单独供电，使得每段感应线圈3的功率完全独立可调，从而对石墨管发热体2每一段的温度进行单独设定和控制。当感应线圈3通过串联逆变电路5产生的中频电流后，在感应线圈3内产生感应磁场，感应磁场在石墨管发热体2的管壁上产生感应电流，从而使石墨管发热体2受热，升温至300℃～3000℃。优选地，还包括保温管7，所述保温管7设在石墨管发热体2外，若干段感应线圈3分别设置在保温管7外。进一步优选地，所述炉体1和保温管7之间设有保温材料。优选地，还包括热偶8，石墨管发热体2和炉体1之间设有若干个测温孔，每个测温孔均与所述热偶8连接，热偶8和串联逆变电路5连接。优选地，所述炉体1的两端设有碳纤维进丝口9和碳纤维出丝口10，所述碳纤维进丝口9和碳纤维出丝口10均设有迷宫板气封装置。进一步优选地，所述迷宫板气封装置上设有惰性气体进口。由于高温下惰性气体(如氩气、氮气)会电离，产生等离子态，所以碳纤维6会在等离子态下被间接加热而进行石墨化。优选地，所述感应线圈3为螺旋状水冷感应线圈。优选地，所述炉体1为不锈钢炉体。本技术具有以下有益效果：本技术提供的这种连续式碳纤维多温区感应加热装置，通过在石墨管发热体2外设置若干段感应线圈3，每段感应线圈3对应一套串联逆变电路5，每套串联逆变电路5可单独调节功率，从而实现对石墨管发热体2每一段的温度进行单独设定和控制。具有石墨管发热体2使用寿命长，容易获得生产不同性能石墨纤维所需的条件，工艺合理，自动化程度高，能耗低和适应大规模工业化生产等优点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种连续式碳纤维多温区感应加热装置，其特征在于，包括炉体(1)、若干段感应线圈(3)、整流电路(4)、若干套串联逆变电路(5)，所述炉体(1)内设有石墨管发热体(2)，所述石墨管发热体(2)内设有碳纤维(6)，若干段感应线圈(3)分别设置在石墨管发热体(2)外，每段感应线圈(3)均与一套串联逆变电路(5)连接，每套串联逆变电路(5)均与整流电路(4)连接。

【技术特征摘要】
1.一种连续式碳纤维多温区感应加热装置，其特征在于，包括炉体(1)、若干段感应线圈(3)、整流电路(4)、若干套串联逆变电路(5)，所述炉体(1)内设有石墨管发热体(2)，所述石墨管发热体(2)内设有碳纤维(6)，若干段感应线圈(3)分别设置在石墨管发热体(2)外，每段感应线圈(3)均与一套串联逆变电路(5)连接，每套串联逆变电路(5)均与整流电路(4)连接。2.根据权利要求1所述的连续式碳纤维多温区感应加热装置，其特征在于，还包括保温管(7)，所述保温管(7)设在石墨管发热体(2)外，若干段感应线圈(3)分别设置在保温管(7)外。3.根据权利要求2所述的连续式碳纤维多温区感应加热装置，其特征在于，所述炉体(1)和保温管(7)之间设有保温材料。4.根据权利要求1所述的连续式碳纤维多温区感应加热装置，其特征在于，还包括热偶(8)，石墨管发热...

【专利技术属性】
技术研发人员：周挺，郑扶才，闫海涛，
申请(专利权)人：西安宸瑞电工科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61